云杉属7个种针叶性状种间和种内变异分析

以沙坝国家云杉/落叶松良种基地苗圃的云杉属7个种(2007年移栽的欧洲云杉、西加云杉、红皮云杉、黑云杉、蓝云杉、白云杉和恩氏云杉)实生苗1 a针叶为对象,研究种间和种内针叶性状的遗传差异,为云杉苗期识别和进行适应性评价提供依据。结果表明:(1)云杉种间针叶长、宽、长/宽、鲜重、干重、冬季含水率差异达显著水平,且云杉针叶性状种间和种内都存在着丰富的遗传变异。(2)7个云杉种间针叶性状的变异系数从大到小依次为鲜重(47.65%)＞干重(40.94%)＞宽(24.98%)＞长(22.39%)＞长/宽(21.32%)＞冬季含水率(12.75%),鲜重的变异系数最大,冬季含水率是最稳定的性状。(3)种内白云杉的鲜重、干重的变异系数最大,分别为50.85%和38.01%,蓝云杉针叶冬季含水率变异系数最小,为2.11%。(4)针叶性状间除长/宽与鲜重、干重、冬季含水率不相关外,其余性状间呈极显著相关关系;除针叶长/宽与苗高、当年高生长量不相关外,其余针叶性状与树高、当年高生长量呈显著或极显著正相关关系。(5)种间针叶干重与针叶长、宽回归方程的决定系数在0.793～0.993间,根据针叶长指标将7个云杉种划分为3类,并可根据云杉针叶长、宽、长/宽、鲜重、干重、颜色和气孔带等性状进行苗期识别和选择。     

青海云杉优良单株半同胞种子及其子代苗表型性状分析

青海云杉（Picea crassifolia）是我国西北地区重要的乡土树种,适应性强,在水土保持、城乡绿化和荒山造林等方面发挥着重要作用。为了解青海云杉半同胞种子及其子代苗表型性状变异特点,以青海云杉优良单株半同胞种子及其8年生半同胞子代苗为材料,分析比较不同优良家系半同胞种子及其子代苗表型性状。结果表明：青海云杉半同胞种子的种鳞、种翅、种子表型性状在家系间都存在极显著差异,且家系间和家系内存在广泛变异;青海云杉半同胞种子的种鳞长、种子长、千粒重的三者之间有着极显著的正相关关系;8年生青海云杉半同胞子代苗的苗高家系遗传力和遗传变异系数最大（0.951%、19.14%）,地径其次（0.737%、10.87%）,侧枝最小（0.642%、2.66%）;青海云杉半同胞种子及其子代苗表型性状的变异主要是由受遗传因素和环境因素共同控制。     

祁连山青海云杉天然群体的种实性状表型多样性

 以系统揭示其表型变异程度和变异规律为目的,对祁连山青海云杉(Picea crassifolia )天然分布区的10个群体的8个种实性状进行了比较分析。采用方差分析、多重比较,相关分析、聚类分析等多种分析方法,对群体间和群体内的表型多样性进行了讨论。方差分析结果表明,各种实性状在群体间都存在极显著差异,除球果干质量和球果长/球果径外,其余性状在群体内都存在着极显著的差异;表型分化系数即群体间变异为27.18%,小于群体内的变异(72.82%);球果长、球果径、球果干质量、球果形状指数、种子长、种子宽、千粒重和种子形状指数的变异系数分别为：10.08%、5.80%、19.29%、9.66%、8.38%、15.34%、6.52%和13.94%;8个种实性状间多数呈极显著或显著的正相关,球果干质量、种子长、千粒重、球果长和球果径为青海云杉易测定和重要的种实性状;种实性状呈现出以经度变异为主的梯度规律性;通过表型性状的聚类分析可以将青海云杉10个群体划分为4类。     

天山云杉种子形态性状的地理变异

以新疆天山山脉从西到东不同经度3个地点(昭苏、天池和奇台)的天山云杉林为对象,沿海拔梯度采集不同地点的天山云杉球果,分析其种子性状(种鳞长、种鳞宽、种鳞长宽比、种翅长、种翅宽、种翅长宽比、种子长、种子宽和种子长宽比)的变化.结果表明: 随海拔的升高,天山云杉种子性状(种子宽除外)总体呈现下降的趋势;除种翅宽、种子宽和种子长宽比与海拔的相关性不显著外,种子其他性状与海拔均呈显著负相关;种鳞长、种鳞宽、种鳞长宽比与经度呈现显著正相关;种鳞长、种鳞长宽比、种翅长宽比与坡度呈显著负相关;除种翅宽外,种子其他性状与坡向相关性均不显著.海拔是影响天山云杉种子的种鳞长、种鳞长宽比和种翅长宽比的主要因子.     

沙地云杉与其近缘种间的GISH分析

以沙地云杉(Picea mongolica(H.Q.Wu)W.D.Xu)、白杄(P.meyeri Rehd.et Wils.)、红皮云杉(P.koraiensis Nakai)3种云杉属植物为材料,利用基因组原位杂交技术(GISH),用白杄和红皮云杉基因组DNA分别作探针与沙地云杉中期染色体进行杂交,分析3种云杉的亲缘关系,旨在进一步探讨沙地云杉的起源。结果表明:(1)3种云杉的染色体数目均为2n=24,核型类型为1A,大部分染色体为亚中部着丝粒;白杄和红皮云杉核型不对称系数分别为57.78%、57.64%,小于沙地云杉(58.75%)。(2)以白杄基因组DNA为探针时,在沙地云杉14条染色体上有明显杂交信号,信号位点主要位于着丝粒区、次缢痕处和短臂部位;以红皮云杉DNA为探针时,12条染色体上有明显杂交信号,主要位于着丝粒区、次缢痕处和长臂上,杂交信号分布范围和强度明显弱于白杄。研究认为,沙地云杉与白杄的亲缘关系较近,而与红皮云杉较远,该研究首次阐明沙地云杉非起源于白杄和红皮云杉的种间杂交。     

四种云杉的核型分析

首次报道了中国珍稀濒危保护植物长叶云杉 ( P. smithiana ( Wall.) Boiss.)和康定云杉 ( P. likian-gensis( Franch.) Pritz.var.montigena( Mast.) Cheng ex Chen)及我国特产的青海云杉 ( P.crassif oliaKom.)和林芝云杉 ( P.likiangensis( Franch.) Pritz.var.linzhiensis Cheng et L.K.Fu)的核型。它们的核型公式都是 K( 2 n) =2 4 =2 2 m+2 sm (林芝云杉有 1条 B染色体 ) ,染色体相对长度组成分别为 2 n=1 4 M2 +8M1 +2 S,2 L+1 2 M2 +6M1 +4S,2 L +1 0 M2 +1 0 M1 +2 S,和 2 L+1 2 M2 +6M1 +4S.均为 2 A (除青海云杉 1 A外 )核型类型。     

两种云杉种子萌发和幼苗生长对环境因子的适应性

青海云杉是我国沙区通过种子育苗引种成功的物种。通过对不同储藏时间青海云杉和沙地云杉种子生活力测定、种子萌发对温度、光照、水盐胁迫以及幼苗生长对水盐胁迫和沙埋的响应实验,比较两种种子萌发和幼苗生长对环境因子适应性,为沙地云杉在我国沙区广泛引种提供参考。结果表明:1)在2年的储藏过程中,沙地云杉和青海云杉种子生活力分别由79%和72%下降了19%和5%;2)沙地云杉和青海云杉种子适宜萌发温度分别为15—30℃和10—30℃,最适萌发温度分别为25℃(72%)和25/15℃(69%),除10℃和10/30℃外,两种种子萌发率在各温度下没有显著差异;3)沙地云杉种子萌发光照条件为14h光照/8h黑暗交替(67%),青海云杉为24 h光照(61%)或24 h黑暗(61%);4)水势在-2.7—0 MPa时,2种云杉的IGR(初始萌发率)、RGR(恢复萌发率)、ISL(初始幼苗长度)和RSL(恢复幼苗长度)均没有显著差异;5) NaCl浓度在200 mmol/L和250 mmol/L,青海云杉种子IGR显著大于沙地云杉,NaCl浓度在0—450 mmol/L,青海云杉和沙地云杉种子RGR没有显著差异,当NaCl浓度为50 mmol/L和100 mmol/L,青海云杉ISL显著大于沙地云杉;6)在0.5—2.0 cm沙埋深度时,青海云杉出苗率显著高于沙地云杉,沙地云杉最适沙埋深度0.5 cm,青海云杉为0.5—1.5 cm。因此,青海云杉种子萌发和幼苗生长比沙地云杉有更强的环境适应性,但只要采取合理的播种时间、播种深度和水分管理等措施,沙地云杉会和青海云杉一样在我国沙区大面积引种育苗。     

两种云杉种子萌发和幼苗生长对环境因子的适应性

青海云杉是我国沙区通过种子育苗引种成功的物种。通过对不同储藏时间青海云杉和沙地云杉种子生活力测定、种子萌发对温度、光照、水盐胁迫以及幼苗生长对水盐胁迫和沙埋的响应实验,比较两种种子萌发和幼苗生长对环境因子适应性,为沙地云杉在我国沙区广泛引种提供参考。结果表明:1)在2年的储藏过程中,沙地云杉和青海云杉种子生活力分别由79%和72%下降了19%和5%; 2)沙地云杉和青海云杉种子适宜萌发温度分别为15—30℃和10—30℃,最适萌发温度分别为25℃(72%)和25/15℃(69%),除10℃和10/30℃外,两种种子萌发率在各温度下没有显著差异; 3)沙地云杉种子萌发光照条件为14 h光照/8 h黑暗交替(67%),青海云杉为24 h光照(61%)或24 h黑暗(61%); 4)水势在-2.7—0 MPa时,2种云杉的IGR(初始萌发率)、RGR(恢复萌发率)、ISL(初始幼苗长度)和RSL(恢复幼苗长度)均没有显著差异; 5) NaCl浓度在200 mmol/L和250 mmol/L,青海云杉种子IGR显著大于沙地云杉,NaCl浓度在0—450 mmol/L,青海云杉和沙地云杉种子RGR没有显著差异,当NaCl浓度为50 mmol/L和100 mmol/L,青海云杉ISL显著大于沙地云杉; 6)在0.5—2.0 cm沙埋深度时,青海云杉出苗率显著高于沙地云杉,沙地云杉最适沙埋深度0.5 cm,青海云杉为0.5—1.5 cm。因此,青海云杉种子萌发和幼苗生长比沙地云杉有更强的环境适应性,但只要采取合理的播种时间、播种深度和水分管理等措施,沙地云杉会和青海云杉一样在我国沙区大面积引种育苗。     

云杉属树种的体细胞胚胎发生

综述了云杉属树种体细胞胚胎发生的研究现状,其中包括：（1）影响云杉属树种体细胞胚胎发生及其植株再生的因素;（2）云杉属树种体细胞胚胎发生的形态学和细胞组织学研究。并展望了云杉属树种体细胞胚胎发生的应用前景及研究方向。     

新疆云杉蓄积与地上生物量模型拟合分析

目的：建立新疆云杉蓄积及地上生物量模型,为在林分尺度上估算云杉碳储量及生产力提供基础数据。方法：利用收获法采集西伯利亚云杉(Picea obovata)与雪岭云杉(Picea schrenkiana)各50株,以蓄积为自变量,地上生物量为因变量,采用4种生物量模型进行回归分析构建模型,综合模型评价、参数估计值的稳定性及相对误差筛选出最优生物量模型。结果：确定W=0.515V^0.926 (R²=0.980)为西伯利亚云杉估测模型,W=0.541V^0.953 (R²=0.954)为雪岭云杉估测模型。结论：新疆云杉蓄积和地上生物量极显著相关,4种估测模型以幂函数拟合效果最优。     

落叶松人工林土壤对红皮云杉和青海云杉幼苗生长的影响

落叶松人工林除地力衰退问题外,林内天然更新也较差,其健康发展和可持续经营面临挑战.以红皮云杉和青海云杉2种耐荫针叶树种为对象进行温室灭菌盆栽试验,研究除树种生物学特性外,2种云杉属植物幼苗生长对落叶松人工林土壤灭菌处理的响应,为落叶松人工林改造、更新和复层林培育提供科学依据.结果表明: 土壤灭菌对红皮云杉和青海云杉幼苗的生物量均没有显著影响,且无论是在未灭菌土壤中还是在灭菌土壤中,红皮云杉幼苗的生物量(分别为75.6和72.2 mg)均显著高于青海云杉(分别为55.6和60.0 mg).红皮云杉的1级根直径、皮层厚度、维管束直径和维根比均不受土壤灭菌的影响,而青海云杉除皮层厚度在灭菌后没有显著变化外,其1级根直径、维管束直径和维根比在灭菌土壤(分别为331.30 μm、143.23 μm和43.3%)显著高于未灭菌土壤(276.50 μm、99.35 μm和36.0%),在灭菌土壤中表现出更积极的响应.这表明在落叶松林地内红皮云杉有更好的适应能力.由于在微生物群落功能中占主导地位的外生菌根对病原菌的拮抗作用,2种云杉属植物幼苗均可逃逸落叶松林地积累的土壤病原菌并正常生长,红皮云杉比青海云杉更具生长优势.     

云杉NBS-LRR基因的克隆与表达分析

为深入研究NBS-LRR基因在川西云杉(Picea balfouriana)抗落针病过程中的分子作用机制,该研究根据GenBank数据库中其他植物NBS-LRR基因保守序列设计引物,利用RT-PCR技术,克隆云杉NBS-LRR基因全长cDNA序列(PbNBS-LRR),分析该基因及其编码蛋白的相关信息并进行基因表达研究。结果表明:(1)成功获得PbNBS-LRR基因的全长2 616 bp(基因登录号:MK044348),且包含一个2 508 bp的完整阅读框(ORF),共编码836个氨基酸,其氨基酸序列具有NBS-LRR类抗病基因典型的NB-ARC结构域和LRR结构域。(2)云杉PbNBS-LRR与北美云杉(Picea sitchensis)NBS-LRR类抗病蛋白相似性最高,达到98%;分子进化分析进一步表明,PbNBS-LRR与北美云杉NBS-LRR亲缘关系最近,其次为糖松(Pinus lambertiana)和火炬松(Pinus taeda)。(3)qRT-PCR分析表明,NBS-LRR基因在川西云杉、粗枝云杉(Picea asperata)和丽江云杉(Picea likiangensis)的根、树干韧皮部、嫩枝及针叶中均有表达,在川西云杉和粗枝云杉的根部以及丽江云杉的树干韧皮部中表达量最高;在落针病病原菌侵染川西云杉和粗枝云杉的初期(5月)以及丽江云杉的后期(9月),NBS-LRR基因的表达量最高,分别为对照的1.73倍、2.11倍和90.49倍,表明NBS-LRR基因参与了云杉落针病的防御反应。     

沙地云杉和青海云杉种子萌发和幼苗生长对干旱盐碱胁迫的响应

利用控制实验研究了水分、盐分生态因子对沙地云杉和青海云杉种子萌发和幼苗生长的影响,以探索沙地云杉和青海云杉种子对水分、盐分生态因子的适应性。结果表明:(1)水分胁迫和盐分胁迫对沙地云杉和青海云杉种子萌发具有明显的抑制作用,可显著的降低种子的发芽率,两种云杉种子对水分胁迫的临界值和极限值分别是-0.03、-0.15 MPa和-0.5、-0.58 MPa;对盐分胁迫的临界值和极限值分别是78、148 mmol/L和284、345mmol/L;其幼苗长度随着渗透势和NaCl浓度的增加而显著减小。(2)沙地云杉和青海云杉种子恢复发芽率及恢复后的幼苗长度随着渗透势和NaCl浓度的增加先增加后减少。(3)在相同的水势条件下,PEG溶液比等渗的NaCl溶液对沙地云杉和青海云杉种子萌发具有更大的抑制作用,种子萌发过程中渗透胁迫比离子毒害的抑制作用更大。研究发现,沙地云杉和青海云杉种子对水分和盐分胁迫表现出不同程度的耐受性,两者对盐分胁迫的忍耐能力超过对水分胁迫;而且青海云杉种子比沙地云杉更耐旱、耐盐;早期的低盐和充分的水分条件是沙地云杉和青海云杉存活的关键。     

气候变化下青藏高原两种云杉植物的潜在适生区预测

为了预测未来气候变化下云杉属植物的适宜生境,选择青藏高原暗针叶林的两种重要建群植物丽江云杉（Picea likiangensis）和紫果云杉（Picea purpurea）作为研究对象,采用MaxEnt模型预测21世纪50年代（2050s）和70年代（2070s）两物种在未来气候情景下的潜在分布,并结合ArcGIS计算物种分布面积和空间格局变化。结果表明：（1）丽江云杉的潜在适宜分布区主要集中在四川西南部和西藏东部。紫果云杉潜在适宜分布区主要集中在四川西北部、甘肃南部、青海东南部,以及西藏东部地区。（2）在未来两个时期丽江云杉的分布面积总体呈增加趋势,紫果云杉呈先增加后减少的趋势,但与其现代分布面积相比,两种云杉的总适生区面积都有不同程度的增加。（3）丽江云杉适宜生境未来可能会向北迁移,而紫果云杉可能会向西迁移。（4）影响丽江云杉和紫果云杉潜在地理分布的主要气候因子为最暖季降水量和最暖季均温。研究结果可为丽江云杉和紫果云杉在未来气候变化情景下的可持续管理提供一定的理论依据和参考价值。     

云杉顶芽瘿蚊发生与为害规律

云杉顶芽瘿蚊是近几年甘肃定西地区发现的一种危害云杉顶芽生长点的新害虫。幼虫蛀入云杉顶芽取食生长点。分布面积 4 0 0 0 hm2 ,成灾面积 6 6 7hm2 ,受害株率 97.4 % ,枝条顶芽受害率 83.7% ,10 0 cm长枝虫口密度 9.2 4头 ,虫害指数 58.2 1。为害规律 :人工造林、密度越大、海拔 2 750 m左右、山坡下部、坡位南及西南向受害较重。寄生天敌云杉瘿蚊长尾小蜂寄生率达 6 .39%。     

弓杠岭不同海拔云杉细根生物量及形态特征

海拔变化是多环境因子的梯度效应,细根作为植物吸收水分与养分的重要器官,其性状特征在指示植物的生长和分布等方面意义重大.该研究以弓杠岭2500～3300 m海拔地的云杉(Picea asperata)细根为研究对象,采用根序分级法对云杉1～5级根序的生物量及细根形态(平均直径、比根长、根长密度、比表面积)进行测定,以明确...     

五种云杉的核型分析

作者分析了我国产的5种云杉的核型,结果如下:红皮云杉,2n=24=20m(4sc)+4sm;白扦2n=24=22m(6sc)+2sm+2B;青扦,2n=24=16m(6sc)+8sm+2B;雪岭杉2n=24=20m(6sc)+4sm;鱼鳞云杉,2n=24=22m(4sc)+2sm+1B。     

莲花山主要森林群落空间格局的分形特征

应用信息维数对莲花山主要森林群落的空间格局进行了研究.结果表明:森林群落的格局强度尺度变化程度由高至低的次序为:岷江冷杉一糙皮桦一白桦群落(Q4)1.84＞云杉-紫果云杉-糙皮桦群落(Q2)1.53＞岷江冷杉群落(Q3)1.14＞紫果云杉-云杉-岷江冷杉群落(Q7)1.10＞华山松群落(Q5)0.99＞岷江冷杉人工林(Q1)0.82＞辽东栎群落(Q6)0.45;群落格局信息维数的差异反映了更新状况的差异,揭示出群落个体分布的非均匀性状况.综合3种分形维数,确定各亚高山寒温性森林群落生长与更新状况的次序为Q4＞Q2＞Q3＞Q7＞Q5＞Q1＞Q6.各群落总体平均记盒维数为1.76,关联维数为1.71,信息维数为1.12;各森林群落生长状况较好,个体聚集程度较低,更新状况一般.分形维数谱将不同森林群落的空间结构特征明确区分开来.     

不同海拔天山云杉叶功能性状及其与土壤因子的关系

植物功能性状反映了植物对生长环境的响应和适应,将环境、植物个体和生态系统结构、过程与功能联系在一起。为阐明天山北坡1420-2300m天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)的叶片功能性状对环境的适应性变化,研究了天山云杉10种叶片功能性状的变化规律以及与土壤因子的关系。结果表明叶长宽比(LL/LW)、叶面积(LA)、气孔密度(SD)、单位干重的叶磷(LPC)和叶钾(LKC)含量沿海拔梯度呈上升趋势。单位干重的叶氮(LNC)含量、叶绿素含量(Chla+b)、叶片饱和含水量(LWC)、叶片干物质含量(LDMC)和比叶重(LMA)随海拔的升高呈现非线性变化,前3项在海拔约2100m处达到最大值,分别为(15.42±0.38)mg/g、(2.44±0.37)mg/g和(55.01±0.48)%,后两项在海拔约2100m处达到最小值,分别为(451.80±6.28)mg/g、(252.33±3.60)g/m2。逐步回归分析结果显示,海拔梯度上影响LPC的主要土壤因子是土壤pH值和SWC,影响LNC、LKC、Chla+b、LDMC、LMA和LWC的主要土壤因子是TN,影响LA、SD和LL/LW的主要土壤因子是SWC,可见SWC和TN是天山云杉叶片功能特征沿海拔梯度变化的主要驱动因子。在优越的环境中植物叶片虽然具有较高的光合能力和较高的相对生长速率,但是对资源的利用能力往往较低,在2100m附近LNC、Chla+b、LA最大,LMA、LDMC最小,因此判断此海拔附近为天山云杉最适宜的生长范围。     

沙地云杉种群结构与动态的研究

本文用种群大小结构代替年龄结构研究了沙地云杉种群的大小结构、分布格局和动态规律。结果表明,样地1、2、3、5的沙地云杉种群属于增长型,样地4的沙地云杉种群为稳定型,将样地1、2、3作为一块样地,其分布格局为集群型,但从幼树到大树,则由集群分布变为随机分布。